Спосіб цементування обсадних колон у інтервалах хемогенних відкладів

Реферат: Винахід належить до нафтогазової галузі, зокрема до спорудження нафтових і газових свердловин, забезпечення стійкості обсадних колон при кріпленні розрізів складених хемогенними відкладами. Згідно зі способом нижче підошви пласта з хемогенними відкладами бурять свердловину, розширюють її ствол з використанням одного типу промивального агента та спускають заливні труби до вибою. Розширений інтервал свердловини очищають буферною рідиною і безперервно закачують розрахунковий об'єм тампонажного розчину з армуючими добавками. Піднімають заливні труби вище рівня тампонажного розчину, створюють надлишковий тиск на UA 114746 C2 (12) UA 114746 C2 усті, формують ізолюючий екран. Через нього пробурюють свердловину до проектної глибини, спускають обсадну колону, цементують її розчином та кріплять свердловину. Забезпечується стійкість обсадних колон при їх кріпленні у інтервалах хемогенних відкладів. UA 114746 C2 5 10 15 20 25 30 35 40 45 50 55 60 Винахід належить до нафтогазової галузі, зокрема до спорудження нафтових і газових свердловин, та призначений для забезпечення стійкості обсадних колон при кріпленні розрізів, складених хемогенними відкладами. Відомий спосіб запобігання зім'яттю обсадних колон у свердловині при кріпленні інтервалів, де можливі пластичні деформації солей, який полягає у використанні обсадних труб великої товщини і обсадних труб виготовлених з високоміцних сталей, які встановлюють навпроти небезпечних ділянок [Способ предупреждения смятия обсадных колон в зоне пластической деформации солей. А.с. № 1224400: Е21В 47/00. Опубл. 04.1986. Бюл. № 14]. Однак аналіз результатів кріплення таких свердловин свідчить, що обсадні колони не витримують гірського тиску пластичних порід, відбувається їх зім'яття, унаслідок чого витрачаються значні кошти на відновлення кріплення свердловин, або їх ліквідують через неможливість подальшого виконання робіт. Відомий також спосіб запобігання зім'яттю обсадних колон у свердловині в інтервалах пластичних деформацій солей, який передбачає створення системи отворів в обсадній колоні навпроти підошви та покрівлі такого пласта, розмивання солі потоком прісної води, що подається через насосно-компресорні труби і циркулює через ці отвори, та контроль за зміною температури у інтервалі [Способ предупреждения смятия обсадных колонн скважин в интервалах пластической деформации солей. Патент RU № 2278950, Е21В 33/14. Опубл. 27.06.2006. Бюл. № 17]. Однак цьому способу притаманна необхідність утворення зв'язку між зовнішнім простором за обсадною колоною та внутрішнім простором через її стінки, унаслідок чого додатково послаблюється міцність колони. Такі отвори можуть бути елементами негерметичності кріплення, що особливо важливо для видобувних свердловин, а постійний контроль за зміною температури потребує додаткових витрат. Крім цього, такий спосіб трудомісткий, що ускладнює технологію кріплення свердловини та неможливість його реалізації у випадку наявності декількох інтервалів залягання хемогенних відкладів у свердловині. Найбільш близьким за технічною суттю до способу, що заявляється, є спосіб запобігання зім'яттю обсадних колон у свердловинах з хемогенними відкладами, який передбачає буріння свердловини з буровим розчином, спуск обсадної колони до крівлі пласта, складеного хемогенними відкладами, розкриття цього пласта бурінням та розмивання водою інтервалів нижче підошви та вище покрівлі і розмивання самого пласта розсолом, видалення розчину, що утворився, на поверхню повітрям, порційне закачування у розмитий інтервал твердіючого наповнювача, буріння у затверділому наповнювачі нового стовбура свердловини та облаштування її обсадною колоною меншого діаметра [Способ проведения скважины через высокопластичные горные породы, залегающие в отложениях каменной соли. Патент RU № 1701606, В65G 5/00. Опубл. 12.1991. Бюл. № 48]. Однак в цьому способі для розширення ствола свердловини використовується декілька видів рідин, а для їх витіснення - повітря, що суттєво ускладнює технологію промивання свердловини. Також важко здійснити точне розмивання водою інтервалів нижче підошви та вище крівлі пласта хемогенних відкладів, а розширення інтервалу свердловини висхідним потоком промивальної рідини призводить до утворення ствола неправильної конфігурацій, навіть асиметричного розширення, унаслідок чого можливе утворення каналів негерметичності. Крім того, для здійснення такого способу необхідне додаткове обладнання (компресор та система трубопроводів), що призводить до збільшення витрат, а витіснення рідин газами з глибоких свердловин неможливе без використання пускових клапанів у колоні труб. Такий спосіб неможливо реалізувати у випадку наявності декількох інтервалів залягання хемогенних відкладів у свердловині. В основу винаходу поставлено задачу створити ефективний спосіб запобігання зім'яттю обсадних колон у свердловині при кріпленні інтервалів, де можливі пластичні деформації солей, шляхом забезпечення простоти технології виконання робіт, контрольованого розширення ствола свердловини у інтервалі залягання хемогенних відкладів, безперервного закачування твердіючого наповнювача у розширений інтервал та можливістю багатократного використання такої технології у свердловині без необхідності спуску додаткових обсадних колон і таким чином зменшити собівартість робіт. Поставлена задача вирішується тим, що у способі цементування обсадних колон у інтервалах хемогенних відкладів у свердловині, який включає буріння пласта, складеного хемогенними відкладами, розширення цього інтервалу розмиванням агентами, буріння ствола у затверділому наповнювачі та облаштування свердловини обсадною колоною, згідно з винаходом свердловину бурять нижче підошви пласта з хемогенними відкладами, розширюють ствол механічним або гідравлічним розширювачем до заданого розміру з використанням одного 1 UA 114746 C2 5 10 15 20 25 30 35 40 45 50 типу промивального агента, спускають заливні труби до вибою, розширений інтервал очищають буферною рідиною і безперервно закачують розрахунковий об'єм тампонажного розчину з армуючими добавками з урахуванням уточнених геофізичним дослідженням розмірів розширеної виробки, піднімають після закачаного розрахункового об'єму тампонажного розчину заливні труби вище рівня тампонажного розчину, створюють надлишковий тиск на усті, формують ізолюючий екран, стійкий до сприйняття радіальних навантажень від гірського тиску, після чого через нього пробурюють свердловину до проектної глибини, спускають обсадну колону, цементують її розчином та кріплять свердловину. При цьому така технологія може бути здійснена послідовно у декількох інтервалах, де залягають пласти, складені хемогенними відкладами, які можуть кріпитись однією обсадною колоною, що у загальному зменшує собівартість робіт. Суть винаходу пояснюється кресленням. На фіг. 1 наведено схему розширення пласта складеного хемогенними відкладами, на фіг. 2 - схему заповнення виробки армованим тампонажним розчином, на фіг. 3 - схему тверднення армованого тампонажного розчину під надлишковим тиском, на фіг. 4 - схему пробуреного стовбура у затверділому тампонажному камені, а також спущену та зацементовану обсадну колону. Послідовність реалізації запропонованого способу відбувається так. Свердловину пробурюють долотом дещо нижче підошви пласта, складеного хемогенними відкладами 1, після чого долото піднімають і у свердловину спускають колону труб 2 з розширювачем 3 (як приклад механічним, чи гідравлічним, з боковими гідромоніторними насадками) і розширюють стовбур до заданого розміру. Розширення здійснюють з використанням бурового розчину 4, яким бурять стовбур свердловини. По закінченні розширення інструмент піднімають з свердловини і геофізичними дослідженнями (як приклад профілеміром) уточнюють геометричні розміри виробки для обчислення необхідного об'єму армованого тампонажного розчину. Після цієї операції у свердловину спускають заливну колону труб 2, яка на розрахунковій висоті обладнана кільцем "стоп" 5, виконують промивання стовбура свердловини і через цю колону спочатку закачують буферну рідину 6 для очищення виробки, а за нею армований тампонажний розчин 7. Після закачування розрахованого об'єму армованого тампонажного розчину 7 у заливну колону труб 2 встановлюють цементувальну пробку 8 з отвором, перекритим каліброваною перегородкою 9, після чого закачують протискувальну рідину (як приклад буровий розчин 4) у колону труб 2, яка витісняє армований тампонажний розчин 7 у кільцевий простір виробки. При посадці цементувальної пробки 8 на кільце "стоп" 5 миттєво зростає тиск, що свідчить про витіснення армованого тампонажного розчину у кільцевий простір виробки. Заливну колону труб 2 піднімають вверх до необхідної глибини, а звільнений об'єм металу труб заповнюють розчином 7 (фігура 3). Після цього збільшенням тиску у колоні труб руйнують калібровану перегородку 9 цементувальної пробки 8, відновлюють циркуляцію і змивають надлишки армованого тампонажного розчину 7 з кільцевого простору свердловини, герметизують цей простір (як приклад плашками превентора) та створюють надлишковий тиск над армованим тампонажним розчином 7 для формування якісного ізолюючого екрану. Після твердіння тампонажного каменю колону труб піднімають, спускають долото такого ж діаметру як і для буріння інтервалу поверх виробки, бурять стовбур у тампонажному камені, за необхідності і до проектної глибини, спускають обсадну колону 10, цементують її розчином 11 традиційною технологією і подальші роботи виконують за технологічним регламентом. Використання пропонованого способу цементування обсадних колон у інтервалах хемогенних відкладів забезпечує формування якісного ізоляційного екрану у таких інтервалах, який сприймає радіальні навантаження від гірського тиску і унеможливлює зминання обсадних колон, чим підвищує надійність і працездатність кріплення та тривалість експлуатації свердловин без витрачання коштів на виконання ремонтно-ізоляційних робіт. ФОРМУЛА ВИНАХОДУ 55 60 Спосіб цементування обсадних колон у інтервалах хемогенних відкладів у свердловині, який передбачає буріння пласта, складеного хемогенними відкладами, розширення цього інтервалу розмиванням агентами, буріння ствола у затверділому наповнювачі та облаштування свердловини обсадною колоною, який відрізняється тим, що свердловину бурять нижче підошви пласта з хемогенними відкладами, розширюють ствол механічним або гідравлічним розширювачем до заданого розміру з використанням одного типу промивального агента, спускають заливні труби до вибою, розширений інтервал очищають буферною рідиною і 2 UA 114746 C2 5 безперервно закачують розрахунковий об'єм тампонажного розчину з армуючими добавками з урахуванням уточнених геофізичним дослідженням розмірів розширеної виробки, піднімають після закачаного розрахункового об'єму тампонажного розчину заливні труби вище рівня тампонажного розчину, створюють надлишковий тиск на усті, формують ізолюючий екран, стійкий до сприйняття радіальних навантажень від гірського тиску, після чого через нього пробурюють свердловину до проектної глибини, спускають обсадну колону, цементують її розчином та кріплять свердловину. 3 UA 114746 C2 4 UA 114746 C2 5 UA 114746 C2 Комп’ютерна верстка О. Гергіль Міністерство економічного розвитку і торгівлі України, вул. М. Грушевського, 12/2, м. Київ, 01008, Україна ДП “Український інститут інтелектуальної власності”, вул. Глазунова, 1, м. Київ – 42, 01601 6